โครงสร้างโมเลกุลของกรด 2,5-furandicarboxylic acid (FDCA) มีผลต่อความเสถียรทางความร้อนความสามารถในการละลายและคุณสมบัติทางกายภาพอื่น ๆ สำหรับใช้ในการใช้งานที่หลากหลาย

ที่ กรด 2,5-furandicarboxylic (FDCA) โมเลกุลมีโครงสร้างวงแหวน Furan ซึ่งมีกลิ่นหอมและมีส่วนสำคัญต่อความเสถียรทางความร้อน วงแหวนอะโรมาติกโดยทั่วไปจะให้ความต้านทานต่อการย่อยสลายความร้อนเนื่องจากมีการผันระบบπ-electron ที่ดูดซับและกระจายความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ความสามารถนี้ช่วยให้ FDCA ทนต่ออุณหภูมิสูงโดยไม่สูญเสียความสมบูรณ์ของโครงสร้างทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูงเช่นการผลิตโพลีเอสเตอร์หรือการเคลือบประสิทธิภาพสูง กลุ่มคาร์บอกซิล (-COOH) ที่ติดอยู่กับวงแหวน Furan นำเสนอความแข็งแกร่งของโมเลกุลซึ่งช่วยป้องกันการแตกของพันธะภายใต้ความเครียดความร้อนเพิ่มความต้านทานต่อการย่อยสลายของสารประกอบ ดังนั้นพอลิเมอร์ที่ใช้ FDCA เช่น PEF (Polyethylene Furanoate) แสดงความเสถียรทางความร้อนที่สูงขึ้นเมื่อเทียบกับคู่ปิโตรเลียมเช่น PET (polyethylene terephthalate) ซึ่งมีความอ่อนไหวต่อการสลายตัวของความร้อน

กลุ่มการทำงานของคาร์บอกซิลใน FDCA มีส่วนร่วมในธรรมชาติของขั้วซึ่งทำให้ละลายได้อย่างมากในตัวทำละลายขั้วโลกรวมถึงน้ำแอลกอฮอล์และตัวทำละลายอินทรีย์บางชนิดเช่น Dimethyl Sulfoxide (DMSO) ความสามารถในการละลายของ FDCA ในน้ำนั้นโดดเด่นเป็นพิเศษสำหรับการประยุกต์ใช้ในกระบวนการชีวภาพและกระบวนการพอลิเมอไรเซชันที่ความสามารถในการละลายในสื่อน้ำสามารถทำให้การประมวลผลง่ายขึ้น ธรรมชาติที่ชอบน้ำของกลุ่มคาร์บอกซิลช่วยให้ FDCA สามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนด้วยตัวทำละลายปรับปรุงการกระจายตัวและทำให้ง่ายต่อการประมวลผลในสูตรพอลิเมอร์ต่างๆ อย่างไรก็ตามความสามารถในการละลายของ FDCA ในตัวทำละลายที่ไม่ใช่โพลาร์เช่นไฮโดรคาร์บอนหรือน้ำมันลดลงอย่างมีนัยสำคัญเนื่องจากแหวน Furan ซึ่งเพิ่มระดับการชอบน้ำให้กับโมเลกุล

โครงสร้างโมเลกุลของกรด 2,5-furandicarboxylic acid (FDCA) ให้ความแข็งแกร่งและความแข็งแรงแก่โพลีเมอร์ที่ได้มาจากมัน แหวนระนาบ Furan มีส่วนช่วยให้เกิดความยืดหยุ่นในโซ่ต่ำป้องกันการเคลื่อนที่ของโซ่พอลิเมอร์มากเกินไป สิ่งนี้ส่งผลให้เกิดโพลีเมอร์ผลึกสูงที่มีความต้านทานแรงดึงที่เหนือกว่าความแข็งแรงของการดัดงอและความทนทานเชิงกล เมื่อใช้ในการผลิต polyesters เช่น PEF FDCA จะนำไปสู่วัสดุที่แข็งและแข็งแกร่งกว่าโพลีเมอร์ที่ใช้โพลีเอทิลีนทั่วไป ความแข็งแกร่งนี้ประกอบกับอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูงของวัสดุทำให้วัสดุที่ใช้ FDCA เหมาะสำหรับการใช้งานในบรรจุภัณฑ์ส่วนประกอบยานยนต์และอุปกรณ์อุตสาหกรรมที่ความแข็งแรงความทนทานและประสิทธิภาพเป็นสิ่งสำคัญ

อุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านของแก้ว (TG) เป็นคุณสมบัติที่สำคัญที่บ่งบอกถึงช่วงอุณหภูมิที่การเปลี่ยนพอลิเมอร์จากสถานะที่แข็งและเป็นแก้วไปสู่สถานะที่อ่อนนุ่มและเป็นยาง ความแข็งแกร่งของโมเลกุลที่ได้รับจากโครงสร้างวงแหวน Furan ใน FDCA จะยกระดับ TG ของพอลิเมอร์ที่ใช้ FDCA อย่างมีนัยสำคัญทำให้พวกเขามีเสถียรภาพที่อุณหภูมิที่สูงขึ้นเมื่อเทียบกับ PET และโพลีเมอร์ดั้งเดิมอื่น ๆ TG ที่สูงนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าวัสดุที่ใช้ FDCA รักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างและประสิทธิภาพเชิงกลที่อุณหภูมิสูงขึ้นทำให้เหมาะสำหรับใช้ในการใช้งานที่มีประสิทธิภาพสูงเช่นชิ้นส่วนยานยนต์บรรจุภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์และวัสดุก่อสร้าง

การออกแบบโมเลกุลของกรด 2,5-furandicarboxylic acid (FDCA) สนับสนุนการก่อตัวของโครงสร้างผลึกสูงในโพลีเมอร์ที่เกิดขึ้น ธรรมชาติระนาบของแหวน Furan ช่วยให้โซ่พอลิเมอร์แพ็คเข้าด้วยกันอย่างใกล้ชิดทำให้เกิดผลึกที่สูงขึ้น ผลึกที่ดีขึ้นนี้เกี่ยวข้องกับความหนาแน่นที่สูงขึ้นซึ่งก่อให้เกิดความแข็งแกร่งและความแข็งแรงของโพลีเมอร์ที่ใช้ FDCA ตัวอย่างเช่น PEF (Polyethylene Furanoate) ซึ่งเป็นพอลิเมอร์ที่ได้มาจาก FDCA แสดงให้เห็นถึงความเป็นผลึกที่เพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับพอลิเมอร์แบบดั้งเดิมเช่น PET ทำให้มีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีขึ้น